suelos

CAPITULO TRES
CLASIFICACIÓN DEL SUELO
Diferentes suelos con similares propiedades pueden clasificados en grupos y subgrupos de
acuerdo a su función ingenieril.
Los sistemas de clasificación proporcionan un lenguaje
común para expresar de manera concisa las características generales de los suelo, los cuales
existen en variedad infinita, sin descripciones detalladas. La mayoría de los sistemas de
clasificación de suelos que fueron desarrollados con propósitos ingenieriles están basados
en un simple índice de propiedades tales como la distribución del tamaño de la partícula y
la plasticidad.
Pese a que varios sistemas de clasificación están actualmente en uso,
ninguno es totalmente definitivo para cualquier tipo de suelo y para todas las aplicaciones
posibles debido a la amplia diversidad de propiedades de los suelos.
3.1 CLASIFICACIÓN POR TEXTURA
En sentido general, la textura del suelo se refiere a su aspecto o apariencia superficial.
La textura del suelo esta influenciada por el tamaño individual de las partículas presentes
en el.
La Tabla 1.3 divide a los suelos en grava, arena y limo y categorías de arcilla
sobre la base del tamaño de las partículas.
En muchos casos, los suelos naturales están
mezclados de varios grupos de tamaños.
En el sistema de clasificación por textura, los
suelos se denominan después de sus componentes principales1, tal como, arcilla arenosa(sandy
clay), arcilla limosa(silty clay), y sí en adelante.
Un cierto número de sistemas de clasificación por textura fueron desarrollados en el pasado
por diferentes organizaciones para servir sus necesidades, y varios de estos están en uso
actualmente. La Figura 3.1 muestra el sistema de clasificación por textura desarrollado por
el U.S. Department of Agricultura (USDA). Este método de clasificación se basa en el tamaño
los limites del tamaño de las partículas como el descrito con el sistema USDA en la Tabla
1.3; que es:
!
!
!
Tamaño de la Arena: 2.0 a 0.05 mm en diámetro
Tamaño del Limo: 0.05 a 0.002 mm en diámetro
Tamaño de la Arcilla: menor que 0.002 m en diámetro
El uso de este grafico puede demostrase mejor con un ejemplo. Si la distribución del tamaño
de la partícula del suelo A muestra 30% de arena, 40% de limo, y 30% de arcilla, esta
clasificación por textura puede realizarse en la manera indicada por las flechas en la
Figura 3.1. Este suelo cae dentro la zona de marga con arcilla(clay loam). Note que este
grafico se basa solo en la fracción de suelo que pasa a través del tamiz Nº 10. por tanto,
si las distribución del tamaño de las partículas de un suelo es tal que un cierto porcentaje
de las partículas del suelo es mayor que 2 mm en diámetro, será necesaria una corrección.
Por ejemplo, si el suelo B tiene una distribución granulométrica de 20% grava, 10% arena,
30% limo, y 40% arcilla, la composición por textura modificada es
Tamaño Arena:
Tamaño Limo:
Tamaño Arcilla:
10x100
= 12.5%
100 − 20
30x100
= 37.5%
100 − 20
40x100
= 50.0%
100 − 20
Sobre la base de los porcentajes modificados precedentes, la clasificación por textura del
USDA es arcilla.
Sin embargo, debido al elevado porcentaje de grava, el suelo podría
denominarse arcilla gravosa (gravelly clay).
1
Se refiere a su notación en idioma Ingles.
Varios otros sistemas de clasificación por textura son también usados, pero estos no son muy
empleados para propósitos de la ingeniería civil.
(a)
(b)
#
Figura 3.1 (a) Grafica de clasificación por textura de la USDA; (b)Ejemplificación
#
EJEMPLO 3.1 ___________________________________________________________________________
Calcificar los siguientes suelos de acuerdo al sistema de clasificación por textura del
USDA.
Distribución del
tamaño de
partícula
(%)
Grava
Arena
Limo
Arcilla
Suelo
A
B
C
D
10
20
41
29
21
12
35
32
0
18
24
58
12
22
26
40
Solución
Paso 1. Calcular los porcentajes modificados de arena, grava y limo como sigue:
%arena
x100
100 − %grava
% lim o
x100
% modificado Limo =
100 − %grava
%arcilla
x100
% modificado Arcilla =
100 − %grava
% modificado Arena =
De este modo, resulta la tabla siguiente:
Distribución del
tamaño de
partícula
(%)
Arena
Limo
Arcilla
Suelo
A
B
C
D
22.2
45.6
32.2
15.2
44.3
40.5
18
24
58
25
29.5
45.5
Paso 2. Con la composición modificada calculada, referirse a la Figura 3.1ª para determinar
la zona en la que cae cada suelo. Los resultados son los siguientes:
Suelo
A
Marga gravosa c/arcilla
B
Arcilla gravosa c/limo
C
Arcilla
D
Arcilla gravosa
(Gravelly clay loam)
(Gravelly silty clay)
(Clay)
(Gravelly clay)
Nota: La palabra gravosa(gravelly) fue adicionada a la clasificación de los suelo A, B, y D
debido al mayor porcentaje de grava presente en cada uno.
3.2 CLASIFICACIÓN PARA PROPÓSITOS DE INGENIERÍA
Pese a que la clasificación por textura del suelo es relativamente simple, esta se basa
completamente el la distribución del tamaño de las partículas.
La cantidad y tipo de
minerales arcillosos presentes en los suelos de grano fino dictan sus propiedades físicas en
gran parte.
Por tanto, el ingeniero de suelos debe considerar la plasticidad, la cual
resulta por la presencia de minerales de arcilla, para interpretar adecuadamente las
características del suelo. Debido a que los sistemas de clasificación por textura no toma
en cuanta la plasticidad y en general no consideran muchas propiedades importantes del
suelo, estros sistemas son inadecuados para la mayoría de los propósitos en ingeniería.
Actualmente, dos sistemas de clasificación más elaborados son comúnmente usados por los
ingenieros de suelos.
Ambos sistemas toman en cuenta la distribución del tamaño de las
partículas y los limites de Atterberg. Estos son el sistema de clasificación de la AASHTO
(American Association of State Highway and Transportation Officials) y el Sistema Unificado
de Clasificación. El sistema de clasificación AASHTO es usado en su mayoría por el estado y
los departamentos regionales de carreteras.
Los ingenieros geotécnicos generalmente
prefieren el sistema unificado.
3.3 SISTEMA DE CLASIFICACIÓN AASHTO
El sistema AASHTO de clasificación
Administration System.
Este tuvo
versión propuesta por el Comitte on
Roads of the Highway Research Board
de suelos fue desarrollado en 1929 por el Public Road
sistema experimento varias revisiones, con la presente
Classification of Materials for grades and Granular Type
en 1975 (ASTM designation D-3282; AASTHO meted M145).
La clasificación AASHTO usada actualmente esta dada en la Tabla 3.1. De acuerdo con este
sistema, el suelo es clasificado en siete grupos principales: A-1 hasta A-7.
Los suelos
clasificados bajo los grupos A-1, A-2 y A-3 son materiales granulares de los cuales el 35% o
menos de las partículas pasan a través del tamiz Nº 200. Suelos de los cuales mas del 35%
pasan a través del tamiz Nº200 se clasifican bajo los grupos A-4, A-5, A-6 y A-7. Estos
suelos son en su mayoría lomos y materiales de tipo arcilloso. El sistema de clasificación
se basa en los siguientes criterios:
1. Tamaño del grano
a. Grava: fracción que pasa el tamiz de 75mm (3 pulg) y es retenido en el tamiz
Nº10 (2mm).
b. Arena: fracción que pasas el tamiz Nº10 (2mm) y es retenido por el tamiz Nº200
(0.075mm).
c. Limo y arcilla: fracción que pasa el tamiz Nº200
2. Plasticidad: el termino limoso(silty) es aplicado cuando la fracción de finos del
suelo tienen un índice de plasticidad de 10 o menor. El término arcilloso(clayey) es
aplicado cuando la fracción de finos tienen un índice de plasticidad de 11 o mayor.
3. Si se encuentra cascajo (cobbles) y canto rodado (Boulders) (tamaño mayor a 75mm),
estos son excluidos de la porción de la muestra de suelo de la cual se realiza la
clasificación. Sin embargo, el porcentaje de este material es registrado.
#
TABLA 3.1 Clasificación de materiales de subrasante de carreteras
Materiales granulares
(35% o menos del total de la muestra pasan el tamiz Nº200)
Clasificación general
Grupo de clasificación
Análisis del tamizado
(porcentaje que pasa)
Nº 10
Nº 40
Nº 200
características de la
fracción que pasa el tamiz
Nº40
Limite liquido
Índice de plasticidad
Tipos usuales de los
materiales constituyentes
Evaluación general de la
subrasante
A-1
A-2
A-1-a
A-1-b
A-3
A-2-4
A-2-5
A-2-6
A-2-7
50 max.
30 max.
15 max.
50 max.
25 max.
51 min.
10 max.
35 max.
35 max.
35 max.
35 max.
6 max.
6 max.
NP
40 max.
10 max.
41 max.
10 min.
40 max.
11 min.
41 min.
11 min.
Fragmento de
roca, Grava y
arena
Arena
fina
Grava con limo o arcilla y arena
Excelente a bueno
Materiales limo – Arcilla
(más del 35% del total de la muestra pasa el tamiz Nº200)
Clasificación general
Clasificación de grupo
Análisis de tamiz(porcentaje
que pasa)
Nº 10
Nº 40
Nº 200
Características de la
fracción que pasa el tamiz
Nº200
Limite liquido
Índice de plasticidad
Tipos usuales de los
materiales constituyentes
a
Para A-7-5, IP ≤ LL-30
b
Para A-7-6, IP > LL-30
A-4
A-5
A-6
A-7
A-7-5ª
A-7-6b
36 min.
36 min.
36 min.
36 min.
40 max.
10 max.
41 min.
10 max.
40 max.
11 min.
41 min.
11 min.
Suelos limosos
Suelos arcillosos
Para clasificar un suelo de acuerdo con la Tabla 3.1, uno debe aplicar losa datos del ensayo
de izquierda a derecha. Por procesos de eliminación, el primer grupo de la izquierda en el
cual los datos del ensayo se ajusten, es la clasificación correcta. La Figura 3.2 muestra
unos trazos de los rangos del limite liquido e índice de plasticidad para suelos que caen en
los grupos A-2, A-4, A-5,A-6 y A-7.
#
Figura 3.2 Rango del limite liquido e índice de plasticidad para suelos en los grupos A2, A-4, A-5, A-6 y A-7
Para evaluar la calidad de un suelo como el material de subrrasante (sub-base) de una
carretera, además se debe incorporar un número llamado índice de grupo (GI) con los grupos y
subgrupos del suelo. Este índice es escrito entre paréntesis después de la designación de
grupo o subgrupo. El índice de grupo esta dado por la siguiente ecuación
GI = (F200 − 35)[0.2 + 0.05(LL − 40)] + 0.01(F200 − 15)(PI − 10)
donde,
F200
LL
PI
= Porcentaje que pasa a través del tamiz Nº200
= Limite liquido
= Índice de plasticidad
(3.1)
El primer termino de la Ec.(3.1)  que es, (F200–35)[0.2+0.005(LL-40)] es el índice
parcial de grupo determinado del limite liquido. El segundo termino  que es, 0.01(F20015)(PI-10)  es el índice parcial de grupo determinado del índice de plasticidad.
A
continuación algunas reglas para determinar el índice de grupo:
1. Si la Ec.(3.1) produce un valor negativo para GI, esta se toma como cero.
2. El índice de grupo calculado de la Ec.(3.1) es redondeado entero más cercano (por
ejemplo, GI = 3.4 es redondeado a 3; GI = 3.5 es redondeado a 4).
3. No hay un limite superior para el índice de grupo.
4. El índice de grupo de suelos pertenecientes a los grupos A-1-a, A-1-b, A-2-4, A-2-5
y A-3 es siempre cero.
5. Cuando se calcula el índice de grupo para suelos que pertenecen a los grupos A-2-6
y A-2-7, use el índice parcial de grupo para PI, o
GI = 0.01(F200 − 15)(PI − 10)
(3.2)
En general, la calidad del rendimiento de un suelo como material de subrasante (subgrade) es
inversamente proporcional al índice de grupo.
#
Ejemplo 3.2 ___________________________________________________________________________
Clasificar los siguientes suelos por le sistema de clasificación de la AASHTO.
Descripción
Porcentaje más fino que el tamiz Nº10
Porcentaje más fino que el tamiz Nº40
Porcentaje más fino que el tamiz Nº200
Limite liquidoa
Índice de plasticidada
a
A
B
Suelo
C
D
E
83
48
20
20
5
100
92
86
70
32
48
28
6
No plástico
90
76
34
37
12
100
82
38
42
23
Plasticidad para menos de la 40 fracción
Solución
Suelo A
De acuerdo con la Tabla 3.1, porque el 20% del suelo pasa a través del tamiz Nº200, este cae
bajo la clasificación de material granular  esto es, A-1, A-3 o A-2.
Procediendo de
izquierda a derecha, podemos ver que cae bajo la categoría de A-1-b.
El índice de grupo
para A-1-b es 0. Así, la clasificación es A-1-b(0).
Suelo B
El porcentaje que pasa a través del tamiz Nº200 es 86, entonces el suelo es un material
arcillo-limoso (esto es, A-4, A-5, A-6 ó A-7), como se muestra en la Tabla 3.1. Procediendo
de izquierda a derecha, podemos ver que cae bajo la categoría A-7. En este caso, PI=32<LL30. De este modo, la categoría es A-7-5. De la Ec.(3.1),
GI = (F200 − 35)[0.2 + 0.005(LL − 40)] + 0.01(F200 − 15)(PI − 10)
Para este suelo, F200 = 86, LL = 70 y PI = 32, luego
GI = (86 − 35)[0.2 + 0.005(70 − 40)] + 0.01(86 − 15)(32 − 10) = 33.47 ≈ 33
entonces, es suelo es del tipo A-7-5(33).
Suelo C
El porcentaje que pasa a través del tamiz Nº200 es menos a 35, así el suelo es un material
granular. Procediendo de izquierda a derecha en la Tabla 3.1, podemos encontrar que es del
tipo A-1-a. El índice de grupo es 0, entonces el suelo es del tipo A-1-a(0).
Suelo D
El porcentaje que pasa a través del tamiz Nº200 es menor a 35, así el suelo es un material
granular. De la Tabla 3.1, podemos ver que es del tipo A-2-6. De la Ec.(3.2),
GI = 0.01(F200 − 15)(PI − 10)
Para este suelo, F200 = 34 i PI = 12, así
GI = 0.01(34 − 15)(12 − 10) = 0.38 ≈ 0
Entonces, el suelo es del tipo A-2-6(0).
Suelo E
El porcentaje que pasa a través del tamiz Nº200 es 38, es cuela es mayor al 35%, entonces el
suelo es un material arcillo limoso (silty clay). Procediendo de izquierda a derecha en la
Tabla 3.1, podemos ver que cae bajo la categoría A-7. En este caso, PI > LL-30, entonces el
suelo es del tipo A-7-6. De la Ec.(3.1),
GI = (F200 − 35)[0.2 + 0.005(LL − 40)] + 0.01(F200 − 15 )(PI − 10)
Para este suelo, F200 = 38, LL = 42 y PI = 23, así
GI = (38 − 35)[0.2 + 0.005(42 − 40)] + 0.01(38 − 15)(23 − 10) = 3.62 ≈ 4
Por lo tanto, el suelo es del tipo A-7-6(4).
3.4 SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DEL SUELO
La forma original del Sistema Unificado de Clasificación del Suelo fue propuesto por
Casagrande en 1942 para su uso en trabajos de construcción de aeropuertos por el Army Corps
of Engineers (Cuerpo de Ingenieros del Ejercito) durante la Segunda Guerra Mundial.
En
cooperación con el U.S. Bureau of Reclamation (Agencia de Reclamos de los Estados Unidos),
el Cuerpo (Corps) reviso este sistema en 1952.
Al presente, este sistema es ampliamente
usado por los ingenieros (ASTM designation D-2487; ASTM, 1991).
El Sistema Unificado de
Clasificación es presentado en la Tabla 3.2 a la 3.4, con referencia a la Figura 3.3. Este
sistema clasifica a los suelo en dos amplias categorías:
1. Suelos de Granulado-grueso que en la naturaleza son gravosos y arenosos con menos
del 50% que pasa a través del tamiz Nº200. Los símbolos de grupo comienzan con los
prefijos G ó S o ambos. G simboliza suelo con grava o gravoso, y S es para suelos
con arena o arenosos.
2. Suelos de Granulado-fino con 50% o más que pasa a través del tamiz Nº200.
Los
símbolos de grupo comienzan con el prefijo de M, el cual simboliza a limos
inorgánicos, C para arcillas inorgánicas, y O para limos y arcillas orgánicos. El
símbolo Pt es usado para la turba (peat), fango (muck), y otros suelos altamente
orgánicos.
Otros símbolos usados por la clasificación son
!
!
!
!
W
P
L
H




bien gradado (Well graded)
Pobremente gradado (poorly graded)
baja plasticidad (limite liquido menos a 50)
alta plasticidad (limite liquido mayor a 50)
#
#
Figura 3.3 Grafica de plasticidad
Tabla 3.2 Sistema Unificado de Clasificación  Símbolos de grupo para Suelos Gravosos
(R200 > 50; R4/R200 > 0.5)
Símbolo de
Criterio
grupo
GW
GP
GM
GC
GC-GM
GW-GM
GW-GC
GP-GM
GP-GC
Menos del 5% pasa el tamiz Nº200; Cu = D60/D10 mayor o igual a 4; Cc =(D30)2/(D10 x D60)
entre 1 y 3
Menos del 5% pasa el tamiz Nº200; no reúne ambos criterios para GW
Más del 12% pasa el tamiz Nº200; limites de Atterberg caen debajo la línea-A (Figura
3.3) o PI < 4
Más del 12% pasa el tamiz Nº200; limites de Atterberg caen encima de la línea-A
(Figura 3.3); PI > 7
Más del 12% pasa el tamiz Nº200; limites de Atterberg caen en el área oscura marcada
con CL-ML en la Figura 3.3
El porcentaje que pasa el tamiz Nº200 esta entre 5 a 12; Reúne criterios para GW y GM
El porcentaje que pasa el tamiz Nº200 esta entre 5 a 12; Reúne criterios para GW y GC
El porcentaje que pasa el tamiz Nº200 esta entre 5 a 12; Reúne criterios para GP y GM
El porcentaje que pasa el tamiz Nº200 esta entre 5 a 12; Reúne criterios para GP y GC
Nota: Ver la Ec.(3.3) para la definición de R200 y la Ec.(3.4) para la definición de R4.
#
Tabla 3.3 Sistema Unificado de Clasificación  Símbolos de grupo para Suelos Arenosos
(R200 > 50; R4/R200 ≤ 0.5)
Símbolo de
Criterio
grupo
SW
SP
SM
SC
SC-SM
SW-SM
SW-SC
SP-SM
SP-SC
Menos del 5% pasa por el tamiz Nº200; Cu = D60/D10 es mayor o igual a 6;
Cc
=(D30)2/(D10 x D60) entre 1 y 3
Menos del 5% pasa el tamiz Nº200; no reune los criterios para SW
Más del 12% pasa el tamiz Nº200; limites de Atterberg caen debajo de la linea-A
(Figura 3.3) o PI > 4
Más del 12% pasa el tamiz Nº200; limites de Atterberg caen encima de la linea-A
(Figura 3.3); PI > 7
Más del 12% pasa el tamiz Nº200; limites de Atterberg caen en el área oscura marcada
con Cl-ML enla Figura 3.3
El porcentaje que pasa el tamiz Nº200 esta entre 5 a 12; Reúne criterios para SW y SM
El porcentaje que pasa el tamiz Nº200 esta entre 5 a 12; Reúne criterios para SW y SC
El porcentaje que pasa el tamiz Nº200 esta entre 5 a 12; Reúne criterios para SP y SM
El porcentaje que pasa el tamiz Nº200 esta entre 5 a 12; Reúne criterios para SP y SC
A continuación se presenta un procedimiento paso a paso para clasificar los suelos por el
Sistema Unificado de Clasificación de Suelos:
1. Si el suelo es turba (peat), clasifíquelo como Pt (Tabla 3.4) por observación visual.
Para todos los demás suelos, determine el porcentaje de suelo que pasa a través del
tamiz Nº200 (F200).
#
Tabla 3.4 Sistema Unificado de Clasificación  Símbolo de grupo para Suelos Limosos y
Arcilloso (R200 ≤ 50)
Símbolo de
Criterio
grupo
CL
ML
OL
CH
MH
OH
CL-ML
Pt
Inorgánico; LL < 50; PI > 7; limites de Atterberg caen en o sobre la línea-A (ver
zona CL en la Figura 3.3)
Inorgánico; LL < 50; PI < 4; limites de Atterberg caen debajo de la línea-A (ver zona
ML en la Figura 3.3)
Orgánico; (LLsecado en horno)/(LLno secado) < 0.75; LL < 50 (ver zona OL en la
Figura 3.3)
Inorgánico; LL ≥ 50; limites de Atterberg caen en o sobre la línea-A (ver zona CH en
la Figura 3.3)
Inorgánico; LL ≥ 50; limites de Atterberg caen debajo de la line-A (ver zona MH en la
Figura 3.3)
Orgánico; (LLsecado en horno)/(LLno secado) < 0.75; LL ≥ 50 (ver zona OH en la
Figura 3.3)
Inorgánico; limites de Atterberg caen en el área oscura en la Figura 3.3
Turba, Fango y otros suelos altamente orgánicos.
2. Determine el porcentaje de suelo retenido en el tamiz Nº200 (R200).
R200 = 100 – F200
(3.3)
3. Si R200 ≤ 50, el suelo es de gradado fino (fine graded).
Vaya a la Tabla 3.4 y
determine el símbolo de grupo. Salte los pasos 4 y 5.
4. Si R200 > 50, es de gradado grueso (coarse graded). Determine el porcentaje de suelo
retenido en el tamiz Nº4 (R4):
R4 = 100 – F4
(3.4)
Donde F4 = Porcentaje de suelo que pasa a través del tamoz Nº4.
5. Determine la relación de R4/R200.
a. Si R4/R200 > 0.5, el suelo es Gravoso. Vaya a la Tabla 3.2 para determinar el
símbolo de grupo.
b. Si R4/R200 ≤ 0.5, el suelo es Arenoso. Vaya a la Tabla 3.2 para determinar el
símbolo de grupo
Recientemente, la Designación ASTM D-2487 creó un sistema elaborado para asignar nombres de
grupo a los suelos. Estos nombres se pueden resumir en las Tablas 3.5 a la 3.8 y son
explicadas a continuación:
#
Tabla 3.5 Nombres de Grupo para Suelos Gravosos*
Símbolo de
grupo
GW
GP
GM
GC
GC-GM
GW-GM
GW-GC
GP-GM
GP-GC
Criterio para el
Nombre de grupo:
SFa
Nombre de grupo
<
≥
<
≥
<
≥
<
≥
<
≥
<
≥
<
≥
<
≥
<
≥
Grava
Grava
Grava
Grava
Grava
Grava
Grava
Grava
Limo,
Limo,
Grava
Grava
Grava
Grava
Grava
Grava
Grava
Grava
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
bien gradada
bien gradada con arena
pobremente gradada
pobremente gradada con arena
con limo
con limo y arena
arcillosa
arcillosa con arena
grava arcillosa
grava arcillosa con arena
bien gradada con limo
bien gradada con limo y arena
bien gradada con arcilla
bien gradada con arcilla y arena
pobremente gradada con limo
pobremente gradada con limo y arena
pobremente gradada con arcilla
pobremente gradada con arcilla y arena
* Basado en ASTM D-2487
a
#
SF = fracción de arena = R200 – GF, y GF = R4
Tabla 3.6 Nombres de Grupo para Suelos Arenosos*
Símbolo de
grupo
SW
SP
SM
SC
SC-SM
SW-SM
SW-SC
SP-SM
SP-SC
Criterio para el
Nombre de grupo:
SFa
Nombre de grupo
<
≥
<
≥
<
≥
<
≥
<
≥
<
≥
<
≥
<
≥
<
≥
Arena
Arena
Arena
Arena
Arena
Arena
Arena
Arena
Limo,
Limo,
Arena
Arena
Arena
Arena
Arena
Arena
Arena
Arena
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
bien gradada
bien gradada con grava
pobremente gradada
pobremente gradada con grava
limosa
limosa con grava
arcillosa
arcillosa con grava
arena arcillosa
arena arcillosa con grava
bien gradada con limo
bien gradada con limo y grava
bien gradada con arcilla
bien gradada con arcilla y grava
pobremente gradada con limo
pobremente gradada con limo y grava
pobremente gradada con arcilla
pobremente gradada con arcilla y grava
* Basado en ASTM D-2487
a
SF = fracción de arena = R4
a. Para suelos gravosos (ejem., si el símbolo de grupo es determinado de la Tabla 3.2),
vaya a la Tabla 3.5 para encontrar el nombre de grupo. Note que en esta tabla.
SF = fracción de arena = R200 – GF
GF = Fracción de grava = R4
b. Para suelos arenosos (ejem., si el símbolo de grupo es determinado de la Tabla 3.3),
vaya a la Tabla 3.6 para encontrar el nombre de grupo.
#
Tabla 3.7 Nombres de Grupo para Suelos Inorgánicos de Gradado Fino*
Símbolo
de grupo
CL
Criterio para el nombre de grupo
R200
SF/GF
GF
SF
<15
15-29
≥30
ML
<15
15-29
≥30
CL-ML
<15
15-29
≥30
CH
<15
15-29
≥30
MH
<15
15-29
≥30

≥1
<1
≥1
≥1
<1
<1



<15
≥15

≥1
<1
≥1
≥1
<1
<1

≥1
<1
≥1
≥1
<1
<1

≥1
<1
≥1
≥1
<1
<1

≥1
<1
≥1
≥1
<1
<1



<15
≥15



<15
≥15



<15
≥15



<15
≥15





<15
≥15





<15
≥15





<15
≥15





<15
≥15





<15
≥15
Nombre de grupo
Arcilla magra (Lean clay)
Arcilla magra con arena
Arcilla magra con grava
Arcilla magra arenosa
Arcilla magra arenosa con grava
Arcilla magra gravosa
Arcilla magra gravosa con arena
Limo
Limo con arena
Limo con grava
Limo arenoso
Limo arenoso con grava
Limo gravoso
Limo gravoso con arena
Arcilla limosa
Arcilla limosa con arena
Arcilla limosa con grava
Arcilla arenosa limosa
Arcilla arenosa limosa con grava
Arcilla gravosa limosa
Arcilla gravosa limosa con arena
Arcilla gruesa (Fat clay)
Arcilla gruesa con arena
Arcilla gruesa con grava
Arcilla gruesa arenosa
Arcilla gruesa arenosa con grava
Arcilla gruesa gravosa
Arcilla gruesa gravosa con arena
Limo elástico
Limo elástico con arena
Limo elástico con grava
Limo elástico arenoso
Limo elástico arenoso con grava
Limo elástico gravoso
Limo elástico gravoso con arena
* Basado en ASTM D-2487
c. Para suelos inorgánicos de granulado fino (ejem., si el símbolo de grupo es
determinado con la Tabla 3.4), vaya a la Tabla 3.7 para determinar el nombre de
grupo.
d. Para suelos orgánicos de granulado fino (ejem., OL o OH obtenidos de la Tabla 3.4),
vaya a la Tabla 3.8 para encontrar el nombre de grupo.
Note que en esta tabla el
subíndice NOD significa “not oven-dried” (no secado en horno).
#
Tabla 3.8 Nombres de Grupo para Suelos Orgánicos de Granulado Fino*
Símbolo
de grupo
Criterio para el nombre de grupo
Índice de plasticidad
R200
SF/GF GF
PINOD ≥ 4 y
PINOD ≥ 0.73 x
(LLNOD-20)
OL
<15
15-29
≥30
PINOD ≥ 4 y
OL
PINOD ≥ 0.73 x
(LLNOD-20)
<15
15-29
≥30
PINOD ≥ 0.73 x
(LLNOD-20)
OH
<15
15-29
≥30
PINOD ≥ 0.73 x
(LLNOD-20)
OH
<15
15-29
≥30

≥1
<1
≥1
≥1
<1
<1



<15
≥15

≥1
<1
≥1
≥1
<1
<1

≥1
<1
≥1
≥1
<1
<1

≥1
<1
≥1
≥1
<1
<1



<15
≥15



<15
≥15



<15
≥15
Nombre de grupo
SF





<15
≥15





<15
≥15





<15
≥15





<15
≥15
Arcilla orgánica
Arcilla orgánica con arena
Arcilla orgánica con grava
Arcilla orgánica arenosa
Arcilla orgánica arenosa con grava
Arcilla orgánica gravosa
Arcilla orgánica gravosa con arena
Limo orgánico
Limo orgánico con arena
Limo orgánico con grava
Limo orgánico arenoso
Limo orgánico arenoso con grava
Limo orgánico gravoso
Limo orgánico gravoso con arena
Arcilla orgánica
Arcilla orgánica con arena
Arcilla orgánica con grava
Arcilla orgánica arenosa
Arcilla orgánica arenosa con grava
Arcilla orgánica gravosa
Arcilla orgánica gravosa con arena
Limo orgánico
Limo orgánico con arena
Limo orgánico con grava
Limo orgánico arenoso
Limo orgánico arenoso con grava
Limo orgánico gravoso
Limo orgánico gravoso con arena
* Basado en ASTM D-2487
Nota: El subíndice NOD significa “no secado den horno” (not oven-dried)
#
Ejemplo 3.3 __________________________________________________________________________
Para un suelo dado, se conoce lo siguiente:
Porcentaje que pasa el tamiz Nº4
Porcentaje que pasa el tamiz Nº200
Limite liquido
Índice Plástico
70
30
33
12
Clasifique el suelo usando el Sistema Unificado de Clasificación. Proporcione el símbolo y
nombre de grupo.
Solución
F200 = 30. De la Ec.(3.3)
R200 = 100- F200 = 100 – 30 = 70
Puesto que R200 es mayor que 50, el suelo de granulado grueso.
De la Ec.(3.4),
R4 = 100 – F4 = 100 – 70 = 30
Para este suelo,
R4
30
=
< 0.5
R200
70
Este suelo es arenoso. De la Tabla 3.3 y la Figura 3.3, podemos ver que el símbolo de grupo
es SC. Para el nombre de grupo, nos referimos a la Tabla 3.6. De la Ec.(3.6)
GF = Fracción de grava = R4 = 30 (Ejem., >15)
Por tanto, el nombre de grupo es arena arcillosa con grava (clayed sandy with gravel).
#
Ejemplo 3.4 __________________________________________________________________________
Para un suelo inorgánico dado, se conoce lo siguiente:
Porcentaje que pasa el tamiz Nº4
100
Porcentaje que pasa el tamiz Nº200
77
Limite liquido
63
Índice Plástico
25
Clasifique el suelo usando el Sistema Unificado de Clasificación. Proporcione el símbolo y
nombre de grupo.
Solución
F200 = 77
R200 = 100- F200 = 100-77 = 23 (ejem., < 50%)
Este suelo es de granulado fino.
De la Tabla 3.4 y la Figura 3.3, podemos ver que el
símbolo de grupo es MH. Ahora, si nos referimos a la Tabla 3.7, encontramos que
R200 = 23
GF = 100
SF = R200
SF
23
=
GF
0
(ejem., entre 15 y 29)
– F4 = 100 – 100 = 0
– GF = 23 – 0 = 23
> 1
De ese modo, el nombre de grupo es limo elástico con arena (selastic silt with sand)
#
Ejemplo 3.5 ___________________________________________________________________________
El análisis granulométrico para un suelo es dado a continuación:
Tamiz Nº % que pasa
94
4
63
10
21
20
10
40
7
60
5
100
3
200
Dado que el suelo es no-plástico
Unificado de Clasificación.
(nonplastic),
clasificar
el
suelo
usando
es
Sistema
Solución
F200 = 3
R200 = 100 – 3= 97
R4 = 100 – F4 = 100 – 94 = 6
R4
6
=
< 0.5
R200
97
De ese modo, el suelo es arenoso.
3.4. De esta figura, obtenemos
D60 = 1.41mm
La distribución granulométrica se muestra en la Figura
D30 = 0.96mm
Así, de las Ec.(1.9) y (1.10)
D10 = 0.41mm
Cu =
D60
1.41
=
= 3.44
D10
0.41
Cc =
2
D30
0.962
=
= 1.59
D60xD10
1.41x0.41
De la Tabla 3.3, podemos ver que el símbolo de grupo es SP. Para este suelo, GF = R4 = 6.
Refiriéndonos a la Tabla 3.6, podemos encontrar que el nombre de grupo es arena pobremente
gradada (poorly graded sand).
#
Figura 3.4 Curva de distribución granulométrica
3.5 COMPARACIÓN ENTRE EL SISTEMA ASSTHO Y EL UNIFICADO
Ambos sistemas de clasificación el ASSHTO y el Unificado, se basan en la textura y
plasticidad del suelo.
Así mismo, ambos sistemas dividen el suelo en dos grandes
categorías, de granulado grueso y de granulado fino separados por el tamiz Nº200.
De
acuerdo al sistema ASSHTO, un suelo es considerado de granulado fino cuando mas del 35% pasa
a través del tamiz Nº200.
De acuerdo al sistema Unificado, un suelo es considerado de
granulado fino cuando mas del 50% pasa a través del tamiz Nº200.
Un suelo de granulado
grueso que tiene alrededor de 35% de granos finos se comportara como un material de
granulado fino.
Ello es debido a que existen suficientes granos finos que llena los
espacios vacíos entre los granos gruesos y los retenidos a parte. Al respecto, es sistema
ASSTHO parece ser más apropiado. En el sistema ASSTHO, el tamiz Nº10 es usado para separar
las gravas de las arenas; en el sistema Unificado, es usado el tamiz Nº4. Desde el punto de
vista de la separación de los limites de tamaño del suelo, el tamiz Nº10 es el limite
superior más aceptado para la arena. Este limite es usado en el hormigón y carreteras.
En el sistema Unificado, los suelos gravosos y arenosos están claramente separados; no así
en el sistema ASSTHO.
El grupo A-2, en partícula, contiene una gran variedad de suelos.
Los símbolos tales como GW, SM, CHH, y otros que son usados en el sistema Unificado
describen mejor las propiedades del suelo que el símbolo A usado en el sistema ASSTHO.
La clasificación de suelos orgánicos como OL, OH, y Pt es proporcionado por el sistema
Unificado. Bajo el sistema ASSTHO, no hay lugar para suelos orgánicos. Las turbas (peats)
usualmente tienen un gran contenido de humedad, baja gravedad especifica de los sólidos del
suelo y bajo peso unitario.
La Figura 3.5 muestra unas vistas microscópicas de cuatro
muestras de turba (peat) recolectadas en Wisconsin (E.E.U.U). algunas de las propiedades de
las turbas se dan en la Tabla 3.9.
Liu (1967) comparó los sistemas ASSTHO y Unificado.
presentados en las Tablas 3.10 y 3.11.
Los resultados de este estudio son
#
#
Figura 3.5 Muestras microscópicas para cuatro muestras de turba
Tabla 3.9 Propiedades de las turbas mostradas en la Figura 3.5
Contenido de
humedad
(%)
Procedencia de la turba
510
460
600
240
Middleton
Waupuca County
Portage
Found du Lac County
#
Peso unitario
KN/m3
Lb/pie3
57.9
61.1
61.1
64.9
9.1
9.6
9.6
10.2
Gravedad Contenido
especifica de ceniza
GS
(%)
12.0
15.0
19.5
39.8
1.41
1.68
1.72
1.94
Tabla 3.10 Comparación entre el Sistema ASSTHO y el Unificado*
Grupo de suelo en
sistema ASSTHO
A-1-a
A-1-b
A-3
A-2-4
A-2-5
A-2-6
A-2-7
A-4
A-5
A-6
A-7-5
A-76
Grupos de de suelos comparables en el Sistema Unificado
Mas probable
Posible
Posible pero improbable
GW,
SW,
SP
GM,
GM,
GC,
GM,
ML,
OH,
CL
OH,
CH,
* después de Liu (1967)
GP
SP, GM, SM
SM
SM
SC
GC, SM, SC
OL
MH, ML, OL
MH
CL
SW,
GP

GC,

GM,

CL,

ML,
ML,
ML,
SP
SC
SM
SM, SC
OL, SC
OL, CH
OL, SC
GM,

SW,
GW,
GW,
GW,
GW,
GM,
SM,
GC,
GM,
OH,
SM
GP
GP,
GP,
GP,
GP,
GC
GM
GM,
SM,
MH,
SW,
SW,
SW,
SW,
SP
SP
SP
SP
SM
GC, SC
GC, GM, SM
#
Tabla 3.11 Comparación entre el Sistema Unificado y el ASSHTO
Grupo de
suelo en
sistema
Unificado
Grupos de de suelos comparables en el Sistema ASSTHO
GW
GP
GM
GC
SW
SP
SM
SC
ML
CL
OL
MH
CH
OH
Pt
Mas probable
Posible
A-1-a
A-1-a
A-1-b, A-2-4, A2-5, A-2-7
A-2-6, A-2-7
A-1-b
A-3, A-1-b
A-1-b, A-2-4, A-2-5, A-2-7
A-2-6, A-2-7
A-4, A-5
A-6, A-7-6
A-4, A-5
A-7-5, A5
A-7-6
A-7-5, A-5


A-1-b
A-2-6
A-2-4
A-1-a
A-1-a
A-2-6, A-4
A-2-4, A-6, A-4, A-7-6
A-6, A-7-5, A-7-6
A-4
A-6, A-7-5, A-7-6

A-7-5


Posible pero improbable
A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7
A-3, A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7
A-4, A-5, A-6, A-7-5, A-7-6, A-1-a
A-4, A-6, A-7-6, A-7-5
A-3, A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7
A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7
A-5, A-6, A-7-5, A-7-6, A-1-a
A-7-5



A-7-6

A-7-6

* después de Liu (1967)
PROBLEMAS
3.1 Clasifique los siguientes suelos usando el grafico de clasificación por textura del
USDA.
Suelo
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
Distribución del tamaño de las partículas (%)
Grava
Arena
0
0
0
0
0
0
0
0
15
20
4
24
18
14
15
30
20
10
5
25
8
5
5
20
40
50
30
52
65
32
Limo
30
70
80
60
65
32
16
7
35
22
20
30
22
15
25
Arcilla
40
10
0
35
10
60
79
88
30
18
16
16
8
6
28
3.2 Clasifique los siguientes suelos de acuerdo al sistema de clasificación de la ASSTHO y
de los índices de grupo.
Suelo
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
P
Q
Análisis de tamizado % de finos
Nº 10
Nº 40
Nº 200
100
82
38
100
71
46
92
81
51
100
58
32
95
69
30
90
70
34
48
29
8
61
44
22
81
57
9
100
80
64
100
92
55
100
72
48
94
85
52
40
23
12
72
61
33
100
92
78
100
84
71
Limite
Índice de
liquido
plasticidad
42
23
32
18
29
16
32
14
42
24
38
30
2

NP

NP

47
29
39
21
32
23
43
34
NP

36
22
61
26
55
21